Effect of ATP on phagocyte activity in carp (Cyprinus carpio L.)

Zarówno u ssaków jak i u ryb monocyty/makrofagi i granulocyty są kluczowymi komórkami odporności wrodzonej. Dzięki ekspresji receptorów rozpoznających wzorce (PRR) komórki te są w stanie rozpoznać i wyeliminować elementy charakterystyczne dla patogenów – PAMP (np. lipopolisacharyd, LPS) oraz sygnały świadczące o zagrożeniu – DAMP (np. zewnątrz-komórkowe ATP). U ssaków, reakcja ta związana jest między innymi z tworzeniem wolnych rodników tlenowych oraz syntezą cytokin pro-zapalnych, w tym IL-1 Wiadomo również, że PAMP i DAMP zdolne są do aktywacji kompleksu inflamasomu, który uczestniczy w akty-wacji IL-1Celem obecnej pracy było zbadanie wpływu ATP na aktywność fagocytów karpia (Cyprinus carpio L.), a w szczególności na ich zdolność do wybuchu tlenowego i produkcję IL-1. Ba-dania przeprowadzono na leukocytach (makrofagach i granulocytach) wyizolowanych z nerki głowowej karpia i traktowanych in vitro LPS, ATP, PMA (ester forbolu aktywujący wybuch tlenowy) lub nigerycyną (antybiotyk jonoforowy stymulujący inflamasom). Stwierdzono, że ATP i nigerycyna nie wpływają na wybuch tlenowy w komórkach kontrolnych i stymulowa-nych LPS. Natomiast, zgodnie z oczekiwaniami, wybuch tlenowy zwiększa się po stymulacji komórek PMA. Zauważono ponadto, że LPS, i w mniejszym stopniu ATP, zwiększają eks-presję genu kodującego IL-1w makrofagach karpia. Natomiast potraktowanie ATP komórek uprzednio stymulowanych LPS, zmniejsza w nich ekspresję tego genu. Podsumowując, zaob-serwowano, że po stymulacji ATP fagocyty karpia wykazują odmienną od ssaków aktywność związaną z wybuchem tlenowym i z produkcją IL-1Odmienna wrażliwość fagocytów ryb na ATP być może jest związana z opisywaną w literaturze, inną ekspresją/wrażliwością wy-stępującego na tych komórkach receptora P2X7 rozpoznającego ATP oraz z faktem, że naj-prawdopodobniej u ryb inflamasom w większym stopniu zaangażowany jest w indukcję py-roptozy aniżeli w przetwarzanie IL-1β.

Both in mammals and in fish, monocytes/macrophages and granulocytes are key cells of innate immunity. They express PRRs which are involved in the recognition and elimination of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs e.g. lipopolysaccharide, LPS) or danger-associated molecular patterns (DAMPs, e.g. extracellular ATP). In mammals, this reaction is associated, inter alia, with the formation of radical oxygen species (ROS) and the synthesis of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1β. It is also known that PAMP and DAMP are capa-ble of activating the inflamasome complex that participates in the IL-1β activation.The aim of the present study was to investigate the effect of ATP on the activity of carp (Cy-prinus carpio L.) phagocytes and, in particular, on their ability to respiratory burst and IL-1β production. Studies were conducted on leukocytes (macrophages and granulocytes) isolated from the carp head kidney and in vitro stimulated with: LPS, ATP, or PMA (phorbol ester stimulating ROS production) or nigericin (ionophore antibiotic stimulating inflammasome). It was found that ATP and nigericine did not affect the respiratory burst in control and LPS-stimulated cells, while, as expected, the ROS production increased upon PMA treatment. Moreover, LPS and in a lesser extent ATP, increased the gene expression of the IL-1β in carp macrophages. On the other hand, in LPS-stimulated cells ATP down-regulated il-1 expres-sion. In conclusion, ATP-treated mammalian and fish phagocytes differ in the ROS produc-tion and IL-1β gene expression. Different susceptibility of fish phagocytes to ATP may be related to: i) described in the literature, differential expression/sensitivity of ATP receptor - P2X7 and/or ii) fact that fish inflamasome are more likely to be involved in pyroptosis induc-tion than in IL- 1β processing.